• jdbc驱动的类加载过程


    分析一下jdbc工作过程中涉及到的类加载流程,重点是想看看在双亲委派模型不适用的时候,如何解决。

    第一步,加载数据库的驱动

    Class.forName("oracle.jdbc.driver.OracleDriver")
    Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver")

    Class.forName 方法会根据类的全路径名称去加载对应的class文件,生成类型,并初始化类型。也就是说static语句块会执行。

    下面来看看 com.mysql.jdbc.Driver 类

    public class Driver extends NonRegisteringDriver implements java.sql.Driver {
        //
        // Register ourselves with the DriverManager
        //
        static {
            try {
                java.sql.DriverManager.registerDriver(new Driver());
            } catch (SQLException E) {
                throw new RuntimeException("Can't register driver!");
            }
        }
    
        /**
         * Construct a new driver and register it with DriverManager
         * 
         * @throws SQLException
         *             if a database error occurs.
         */
        public Driver() throws SQLException {
            // Required for Class.forName().newInstance()
        }
    }

    里面的主要逻辑都在父类 NonRegisteringDriver 里实现,而static语句块就做了一件事:生成驱动实例,并向DriverManager注册。

    所谓注册,就是将driver的信息保存起来,以便后来取用。

    第二步,取得数据库连接connection

    Connection conn= DriverManager.getConnection(url, user, password);

    这里为什么通过DriverManager来取,而不是直接通过生成driver来取???后面马上揭晓!!!

    public static Connection getConnection(String url,
            String user, String password) throws SQLException {
            java.util.Properties info = new java.util.Properties();
    
            if (user != null) {
                info.put("user", user);
            }
            if (password != null) {
                info.put("password", password);
            }
    
            return (getConnection(url, info, Reflection.getCallerClass()));
        }
    Reflection.getCallerClass() 是取得调用类,这个方法是native的。
    private static Connection getConnection(
            String url, java.util.Properties info, Class<?> caller) throws SQLException {
            /*
             * When callerCl is null, we should check the application's
             * (which is invoking this class indirectly)
             * classloader, so that the JDBC driver class outside rt.jar
             * can be loaded from here.
             */
            ClassLoader callerCL = caller != null ? caller.getClassLoader() : null;
            synchronized(DriverManager.class) {
                // synchronize loading of the correct classloader.
                if (callerCL == null) {
                    callerCL = Thread.currentThread().getContextClassLoader();
                }
            }
    
            if(url == null) {
                throw new SQLException("The url cannot be null", "08001");
            }
    
            println("DriverManager.getConnection("" + url + "")");
    
            // Walk through the loaded registeredDrivers attempting to make a connection.
            // Remember the first exception that gets raised so we can reraise it.
            SQLException reason = null;
    
            for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
                // If the caller does not have permission to load the driver then
                // skip it.
                if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                    try {
                        println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                        if (con != null) {
                            // Success!
                            println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                            return (con);
                        }
                    } catch (SQLException ex) {
                        if (reason == null) {
                            reason = ex;
                        }
                    }
    
                } else {
                    println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
                }
    
            }
    
            // if we got here nobody could connect.
            if (reason != null)    {
                println("getConnection failed: " + reason);
                throw reason;
            }
    
            println("getConnection: no suitable driver found for "+ url);
            throw new SQLException("No suitable driver found for "+ url, "08001");
        }

    这个方法一开始就要得到调用类caller的类加载器callerCL,为的是后面再去加载数据库的driver,做一下验证,

    具体在 isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL) 里面的代码里。

    那问题来了,为什么就不能用加载DriverManager的类加载器呢???

    因为DriverManager在rt.jar里面,它的类加载器上启动类加载器。而数据库的driver(com.mysql.jdbc.Driver)是放在classpath里面的,启动类加载器是不能加载的。

    所以,如果严格按照双亲委派模型,是没办法解决的。而这里的解决办法是:通过调用类的类加载器去加载。而如果调用类的加载器是null,就设置为线程的上下文类加载器:

    Thread.currentThread().getContextClassLoader()

    好的,下面通过Thread类的源码,分析线程的上下文类加载器。

    /* The context ClassLoader for this thread */
        private ClassLoader contextClassLoader;
    
        // 这段if---else代码出自init方法
        if (security == null || isCCLOverridden(parent.getClass()))
                this.contextClassLoader = parent.getContextClassLoader();
        else
                this.contextClassLoader = parent.contextClassLoader;
    
    
        public ClassLoader getContextClassLoader() {
            if (contextClassLoader == null)
                return null;
            SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
            if (sm != null) {
                ClassLoader.checkClassLoaderPermission(contextClassLoader,
                                                       Reflection.getCallerClass());
            }
            return contextClassLoader;
        }
    
    
        public void setContextClassLoader(ClassLoader cl) {
            SecurityManager sm = System.getSecurityManager();
            if (sm != null) {
                sm.checkPermission(new RuntimePermission("setContextClassLoader"));
            }
            contextClassLoader = cl;
        }

    init方法里面代码的逻辑是:把父线程的上下文类加载器给继承过来。这里的父子关系是指谁启动谁的关系,比如在线程A里面启动了线程B,那B线程的父线程就是A。

    既然都是一路继承,那第一个启动的线程(包含main方法的那个线程)里面的contextClassLoader是谁设置的呢???

    这就要看 sun.misc.Launcher 这个类的源码。Launcher是JRE中用于启动程序入口main()的类。

    loader = AppClassLoader.getAppClassLoader(extcl);
    
    Thread.currentThread().setContextClassLoader(loader);

    这里截取的两行代码出自 Launcher 的构造方法。第一行用一个扩展类加载器extcl构造了一个系统类加载器loader,第二行把loader设置为当前线程(包含main方法)的类加载器。所以,我们启动一个线程的时候,如果之前都没有调用 setContextClassLoader 方法明确指定的话,默认的就是系统类加载器。

    到这里,整个加载流程基本上一目了然了。

    现在,再回到之前 DriverManager的getConnection 方法,好像还有一个疑问没有解决。

    for(DriverInfo aDriver : registeredDrivers) {
                // If the caller does not have permission to load the driver then
                // skip it.
                if(isDriverAllowed(aDriver.driver, callerCL)) {
                    try {
                        println("    trying " + aDriver.driver.getClass().getName());
                        Connection con = aDriver.driver.connect(url, info);
                        if (con != null) {
                            // Success!
                            println("getConnection returning " + aDriver.driver.getClass().getName());
                            return (con);
                        }
                    } catch (SQLException ex) {
                        if (reason == null) {
                            reason = ex;
                        }
                    }
    
                } else {
                    println("    skipping: " + aDriver.getClass().getName());
                }
    
            }

    最后返回一个connection,但是在一个循环里面。也就是说,当我们注册了多个数据库驱动,mysql,oracle等;DriverManager都帮我们管理了,它会取出一个符合条件的driver,就不用我们在程序里自己去控制了。

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